第三章《不同聚集状态的物质与性质》检测题
高二下学期鲁科版(2019)选择性必修2
一、单选题
1.下列晶体分类正确的是( )
选项 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体
A 普通玻璃 金刚石 Cu
B S Si Hg
C Ar Fe
D Ag
A.A B.B C.C D.D
2.澳大利亚科学家发现了纯碳新材料“碳纳米泡沫”,每个泡沫直径约6到9纳米,内含有约4000个碳原子,在低于-183℃时,泡沫具有永久磁性,下列叙述正确的是( )
A.“碳纳米泡沫”是一种新型的碳的化合物
B.“碳纳米泡沫”中的碳原子是胶体
C.“碳纳米泡沫”是胶体
D.“碳纳米泡沫”既不是电解质也不是非电解质
3.下列说法错误的是( )
A.分子晶体中分子间作用力越大,该物质化学性质越稳定
B.利用质谱图能获得有机化合物的相对分子质量
C.缺角的氯化钠晶体能在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块
D.冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成氢键,且四个水分子形成四面体结构
4.下列说法正确的是( )
A.原子晶体中的相邻原子都以共价键相结合
B.金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高
C.HF、HCl、HBr、HI 的稳定性依次增强
D.BaO2 固体中的阴离子和阳离子个数比为 2:1
5.下列有关晶体的说法错误的是( )
A.构成共价晶体的原子半径越小,晶体的硬度越大
B.金刚石熔化时,破坏化学键
C.分子晶体内均存在共价键
D.石墨沿层的平行方向导电性强,其原因是能够形成遍及整个平面的大键
6.碘晶体升华时,下列所述内容发生改变的是( )
A.分子内共价键 B.分子间的作用力
C.碘分子的大小 D.分子内共价键的键长
7.关于下列几种离子晶体,说法不正确的是( )
A.由于NaCl 晶体和CsCl晶体中正负离子半径比( )不相等,所以两晶体中离子的配位数不相等
B.CaF2晶体中,Ca2+配位数为8,F﹣配位数为4不相等,主要是由于F﹣、Ca2+电荷(绝对值)不相同
C.MgO的熔点比MgCl2高主要是因为MgO的晶体能比MgCl2大
D.MCO3中M2+半径越大,MCO3热分解温度越低
8.下列有关金属的说法正确的是( )
A.金属原子的核外电子在金属晶体中都是自由电子
B.镁型和铜型的原子堆积方式空间利用率最高
C.金属原子在化学变化中失去的电子数越多,其还原性越强
D.温度升高,金属的导电性将变强
9.关于金属晶体的六方最密堆积的结构形式的叙述正确的是( )
A.晶胞是六棱柱 B.晶胞是平行六面体
C.每个晶胞中含4个原子 D.每个晶胞中含17个原子
10.可用于配制无机防锈颜料的复合氧化物的晶胞结构如图,下列说法中错误的是( )
A.该复合氧化物的化学式为
B.若图中A、B的原子坐标均为(0,0,0),则C的原子坐标为(0,0.5,0.5)
C.若该晶体密度为,钙和氧的最近距离为anm,则阿伏加德罗常数
D.由晶胞结构可知,与1个钙原子等距离且最近的氧原子有8个
11.下列叙述错误的是( )
A.构成金属的粒子是金属阳离子和自由电子
B.金属晶体内部都有自由电子
C.金属晶体内自由电子分布不均匀,专属于某个特定的金属离子
D.同一类晶体间熔点(或沸点)相差最大的是金属.晶体
12.下列对晶体的描述不符合科学依据的是( )
A.NaCl晶体中Na+和Cl﹣之间存在离子键,使得其熔沸点较高
B.金刚石晶体中碳原子以共价键方式形成了立体网状结构,熔沸点高、硬度大
C.足球烯分子间存在分子间作用力,其笼状结构分子使得其具有独特的性能
D.金属钠属于金属晶体,能导电、传热,有延展性,硬度大
13.下列有关、、的说法正确的是( )
A.中S原子轨道杂化类型为sp B.的空间构型为三角锥形
C.的键角比中的小 D.的沸点比的沸点高
14.碳有多种同分异构体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示,下列说法错误的是( )
A.在石墨烯晶体中,每个正六元环拥有的共价键和碳原子数比例为3:2
B.石墨晶体中的碳原子全部是碳碳单键
C.金刚石晶体中,碳原子采用sp3杂化
D.金刚石晶体中最小的碳环上有6个碳原子
15.有关晶体的结构如下图所示,下列说法中错误的是( )
A.在NaCl晶体中,距Na+最近的Cl-形成正八面体
B.在CaF2晶体中,每个晶胞平均占有4个Ca2+
C.在金刚石晶体中,6个碳原子形成一个环且不在同一平面上
D.该气态团簇分子的分子式为EF或FE
16.下列说法错误的是( )
A.HCl、HBr、HI的沸点依次升高与分子间作用力大小有关
B.晶体硅、碳化硅、金刚石的熔点依次升高与共价键键能大小有关
C.的热稳定性大于与分子间存在氢键有关
D.在水中的溶解度大于在水中的溶解度与分子的极性有关
二、综合题
17.自从英国化学家巴特列(N.Bartlett)首次合成了第一种稀有气体的化合物XePtF6以来,人们又相继发现了氙的一系列化合物,如XeF2、XeF4等.巴特列为开拓稀有气体化学作出了历史性贡献.
(1)请根据XeF4的结构示意图(图1)判断这个分子是极性分子还是非极性分子? .
(2)XeF2晶体是一种无色晶体,图2为它的晶胞结构图.XeF2晶体属于哪种类型的晶体? .
18.氟代硼酸钾(KBe2BO3F2)是激光器的核心材料,我国化学家在此领域的研究走在了世界的最前列。回答下列问题:
(1)氟代硼酸钾中各元素原子的第一电离能大小顺序是F>O> 。基态K+电子占据最高能级的电子云轮廓图为 形。
(2)NaBH4是有机合成中常用的还原剂,其中的阴离子空间构型是 ,中心原子的杂化形式为 。NaBH4中存在 (填标号)。
a. 离子键 b. 氢键 c. σ键 d. π键
(3)BeCl2中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子存在的BeCl2的结构式为 ,其中Be的配位数为 。
(4)第三周期元素氟化物的熔点如下表:
化合物 NaF MgF2 AlF3 SiF4 PF5 SF6
熔点/℃ 993 1261 1291 -90 -83 -50.5
解释表中氟化物熔点变化的原因: 。
(5)CaF2的一种晶胞如图所示。Ca2+占据F-形成的空隙,其空隙率是 。若r(F-)=x pm,r(Ca2+)=y pm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则CaF2的密度ρ= g·cm-3(列出计算表达式)。
19.金属钛性能优越,被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”.
(1)Ti基态原子的电子排布式为
(2)钛能与B、C、N、O等非金属元素形成稳定的化合物.电负性:C (填“>”或“<”,下同)B;第一电离能:N O,原因是 .
(3)月球岩石﹣﹣玄武岩的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3).FeTiO3与80%的硫酸反应可生成TiOSO4.SO42﹣的空间构型为 形,其中硫原子采用 杂化,写出SO42﹣的一种等电子体的化学式:
(4)Ti的氧化物和CaO相互作用能形成钛酸盐CaTiO3,CaTiO3的晶体结构如图所示(Ti4+位于立方体的顶点).该晶体中,Ti4+和周围 个O2﹣相紧邻.
(5)Fe能形成多种氧化物,其中FeO晶胞结构为NaCl型.晶体中实际上存在空位、错位、杂质原子等缺陷,晶体缺陷对晶体的性质会产生重大影响.由于晶体缺陷,在晶体中Fe和O的个数比发生了变化,变为FexO(x<1),若测得某FexO晶体密度为5.71g cm﹣3,晶胞边长为4.28×10﹣10 m,则FexO中x= (用代数式表示,不要求算出具体结果).
20.氮、磷、砷三种元素同属于ⅤA族。根据所学知识回答下列问题:
(1)根据图1可知N、Ga原子的个数比为 ,N、Ga原子之间存在配位键,该配位键中提供电子对的原子是 。
(2)磷化铝熔点为2000℃,且熔融时不导电,分析图2可知,磷化铝晶体中磷与铝微粒间的相互作用为 。测得磷化铝晶体的密度约为,用表示阿伏加德罗常数的值,则该晶胞中最近的两个铝原子之间的距离为 cm。(列出计算表达式)。
(3)砷化硼为立方晶系晶体,其晶胞中原子分数坐标为:
B:(0,0,0);(,,0);(,0 ,);(0,,)
:(,,);(,,);(,,);(,,)
(原子分数坐标是以晶胞的平行六面体三条边a、b、c作为坐标系的三个坐标轴,并以其长度作为一个单位来表示晶体内原子的位置)
在图3中画出砷化硼晶胞的俯视图 。与砷原子紧邻的硼原子有 个,每个硼原子周围有 个距离最近的硼原子。
三、推断题
21.已知:X、Y和Z三种元素的原子序数之和为42,基态X原子的4p轨道上有3个未成对电子,基态Y原子的2p轨道上有2个未成对电子,X与Y可形成化合物 ,Z元素可形成 价离子。回答下列问题:
(1)X的元素符号为 。
(2)Y原子的L层电子的电子排布图为 。
(3)X、Y、Z三种元素之间可形成多种化合物。
①化合物 的沸点 (填“高于”、“低于”或“等于”)XZ3,原因是 。
②化合物XZ3的立体构型为 。
③X、Y、Z三种元素可形成化合物 ,该化合物在水溶液中呈酸性,则该物质为 (填“强酸”或“弱酸”),属于 (填“一元”、“二元”或“三元”)酸, 分子中 键与 键的数目之比为 。
(4)法医在鉴定 中毒时,常用马氏法。取试样(含 )与锌、盐酸混合,反应生成氯化锌、水和XZ3,然后将生成的XZ3气体导入玻璃管中隔绝空气加热,如果试样中含有X的化合物,那么生成的XZ3在管内受热分解生成亮黑色的单质X,称为“X镜”。写出 与锌、盐酸反应的化学方程式: 。
22.下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题:
(1)c、d、e、f四种元素的第一电离能由小到大的顺序为 (填元素符号),l和n的离子半径较大的是 (填离子符号)。
(2)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,从原子结构角度解释是涉及电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光(子)的形式释放能量,以下现象与该原理一样的是____。
A.燃放焰火
B.棱镜分出的光
C.霓虹灯射出五颜六色的光
(3)O、p两元素的部分电离能数据列于下表:
元素 0 P
电离能 717 759
1509 1561
3248 2957
比较两元素的、可知,气态再失去一个电子比气态再失去一个电子难。对此,你认为原因可能是 。
(4)第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序排列如图甲所示,其中电负性最大的是 (填图中的序号)。
(5)表中所列的某主族元素的电离能情况如图乙所示,写出该元素的最高价氧化物对应的水化物与g的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式 。
答案解析部分
1.D
A.玻璃是混合物,属于非晶体,不是分子晶体,A项不符合题意;
B.是分子晶体,不属于离子晶体,B项不符合题意;
C.稀有气体Ar是分子晶体,不属于共价晶体,C项不符合题意;
D.、、Ag、分别属于分子晶体、共价晶体、金属晶体、离子晶体,D项符合题意;
故答案为:D。
A、玻璃属于非晶体;
B、硫酸是分子晶体;
C、氩是分子晶体;
D、甲烷是分子晶体,二氧化硅是共价晶体,银是金属晶体,氯化铵是离子晶体。
2.D
A.“碳纳米泡沫”中,每个泡沫含有约4000个碳原子,一种新型的碳单质,A不符合题意;
B.“碳纳米泡沫”中的碳原子颗粒直径约6到9nm,溶于水形成的分散系是胶体,B不符合题意;
C.“碳纳米泡沫”是单质,C不符合题意;
D.“碳纳米泡沫”为单质,既不是电解质也不是非电解质,D符合题意;
故答案为:D。
A、只有一种元素为单质;
B、胶体为混合物;
C、碳纳米泡沫是单质;
D、电解质和非电解质都是化合物。
3.A
A.分子晶体的化学性质与共价键有关,与分子间作用力无关,故A符合题意;
B.利用质谱图可以获得有机化合物的相对分子质量,故B不符合题意;
C.由于存在沉淀溶解平衡,缺角的氯化钠晶体能在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块,故C不符合题意;
D.氢键具有饱和性和方向性,冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成氢键,且四个水分子形成四面体结构,故D不符合题意;
故答案为:A。
A.分子晶体的稳定性与化学键有关;
B.利用质谱图可以获得有机化合物的相对分子质量;
C.破损的晶体在溶液中可以得到修复;
D.冰晶体中每个水分子与周围的四个水分子形成氢键。
4.A
A、构成原子晶体的粒子为原子,相邻的原子间以共价键结合,A符合题意。
B、金属晶体的熔点不一定都比分子晶体的熔点高,例如金属汞常温下为液体,而常温下有些分子晶体如AlCl3、C60为固体,所以金属晶体的熔点不一定都比分子晶体的熔点高,B不符合题意。
C、元素F、Cl、Br、I的非金属性依次减弱,所以对应的氢化物的稳定性也依次减弱,C不符合题意。
D、BaO2中的O22–是一个整体,所以阴离子与阳离子个数比为1:1,D不符合题意。
故答案为:A
A.相邻原子之间只通过强烈的共价键结合而成的空间网状结构的晶体叫做原子晶体;
B.部分金属晶体的熔点低于分子晶体;
C.几种元素的非金属性是逐渐减弱的,因此其氢化物的稳定性也是逐渐减弱的;
D.氧化钡中是钡离子和过氧根离子的比为1:1。
5.C
A.构成共价晶体的原子半径越小,键能越大,晶体的硬度越大,故A不符合题意;
B.金刚石是共价晶体,金刚石熔化时,破坏共价键,故B不符合题意;
C.稀有气体不含化学键,分子晶体内不一定存在共价键,故C符合题意;
D.石墨中C原子采用sp2杂化,每个C原子都有1个未参与杂化的p电子,石墨同一层内未参与杂化的p电子形成大键,所以石墨沿层的平行方向导电性强,故D不符合题意;
故答案为:C。
A.原子半径越小,键能越大;
B.金刚石熔化时破坏共价键;
C.稀有气体为单原子分子;
D.多个相互平行的p轨道重叠形成大π键。
6.B
碘晶体是分子晶体,分子间通过分子间作用力结合,碘升华时断裂的是分子间作用力,因此选B项。
答案为:B。
碘是分子晶体,碘升华,破坏的是分子间作用力。
7.D
解:A、NaCl 晶体和CsCl晶体中正负离子半径比( )不相等,所以两晶体中离子的配位数不相等,故A正确;
B、在CaF2晶体中,Ca2+和F﹣的电荷比(绝对值)是2:l,Ca2+和F﹣的个数比是l:2,Ca2+的配位数为8,F﹣的配位数为4,故B正确;
C、MgO的晶体能比MgCl2大,所以MgO的熔点比MgCl2高,故C正确;
D、MCO3中M2+半径越大,极化力就越弱,它对碳酸根的反极化作用也越弱,碳酸盐也就越稳定,分解温度越高,故D错误;
故选D.
A、根据晶体中正负离子的半径比不相等,两晶体中离子的配位数也不相等;
B、根据正负离子的电荷不同,正负离子的个数必定不相同,正负离子的配位数就不会相同;
C、根据离子晶体的晶体能越大,熔点越高;
D、金属离子的电荷越多,半径越小,极化力就越强,它对碳酸根的反极化作用也越强烈,碳酸盐也就越不稳定.
8.B
解:A、金属原子的核外电子在金属晶体中,最外层电子肯定是自由电子,内层电子或多或少受到核内质子的吸引,而不自由,至少不全是自由电子,故A错误;
B、Cu的原子堆积叫面心立方堆积,Mg的原子堆积叫六方最密堆积,空间利用率最高,故B正确;
C、还原性是金属原子失去电子的能力,不是失去多少的问题,故C错误;
D、金属单质的导电性随温度升高降低,故D错误.
故选:B.
A、金属原子的核外电子在金属晶体中,最外层电子肯定是自由电子,内层电子或多或少受到核内质子的吸引,而不自由,至少不全是自由电子;
B、Cu的原子堆积叫面心立方堆积,Mg的原子堆积叫六方最密堆积,空间利用率最高;
C、还原性是金属原子失去电子的能力,不是失去多少的问题;
D、金属单质的导电性随温度升高降低.
9.B
金属晶体的六方最密堆积的的晶胞是平行六面体。
金属晶体的六方最密堆积结构形式的晶胞是六棱柱的 1/3——平行六面体,有8个顶点和1个内部原子,晶胞中绝对占有2个原子
10.D
A.Ca位于顶点,个数为=1,Cr位于体内,个数为1,O位于面上,个数为=3,化学式为CaCrO3,故A说法不符合题意;
B.根据晶胞图可知,C位于面心,因此C的坐标为(0,0.5,0.5),故B说法不符合题意;
C.钙和氧最近的距离是面对角线的一半,面对角线长为2anm,即晶胞边长为nm,晶胞的体积为(×10-7)3cm3,根据A选项分析,晶胞的质量为g,则晶胞密度为g/cm3,阿伏加德罗常数NA=,故C说法不符合题意;
D.以顶点Ca为标准,离Ca最近的氧原子在面心,共有12个,故D说法符合题意;
故答案为:D。
利用均摊法确定原子数,再利用公式计算。
11.C
金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的,自由电子几乎均匀分布在金属晶体内,不专属于某一个或几个特定的金属离子,故A、B不符合题意,C符合题意;
由于金属键的强度差别很大,不同金属晶体的熔、沸点相差较大,故D不符合题意。
依据金属晶体的“电子气理论”分析,自由电子不专属于某个特定的金属阳离子,金属晶体的熔、沸点相差较大。
12.D
解:A.离子晶体存在离子键,离子键较强,离子晶体的熔沸点较高,故A正确;
B.金刚石是原子晶体,C原子间以共价键形成空间网状结构,熔沸点高、硬度大,故B正确;
C.足球烯C60是60个碳原子结合形成的稳定分子,其笼状结构分子使得其具有独特的性能,故C正确;
D.金属钠是金属晶体,存在金属键,能导电、传热,有延展性,用小刀就能轻轻切开金属钠,说明钠的硬度小,故D错误;
故选D.
A.离子晶体的熔沸点由离子键强弱决定;
B.金刚石是原子晶体,熔沸点高、硬度大;
C.足球烯是分子晶体,存在分子间作用力;
D.金属钠是金属晶体,存在金属键,是良好的导体,质软.
13.B
A.中S原子价电子对数是,轨道杂化类型为sp3,故A不符合题意;
B.中S原子价电子对数是4,有1个孤电子对,空间构型为三角锥形,故B符合题意;
C.中S原子价电子对数是3,无孤电子对,空间构型是平面三角形;中S原子价电子对数是4,无孤电子对,空间构型是正四面体形,所以的键角比中的大,故C不符合题意;
D.水分子间能形成氢键,所以的沸点比的沸点低,故D不符合题意;
故答案为:B。
A.依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定杂化类型;
B.依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型;
C.依据孤对电子之间排斥作用>孤对电子与成键电子对之间排斥>成键电子对之间排斥分析;
D.分子间形成氢键,沸点高。
14.B
A.石墨烯晶体中,最小的环为六元环,每个碳原子连接3个C-C化学键,每个六元环占有的碳原子数为 =2个,个数比例为3:2,A不符合题意;
B.石墨晶体中层与层之间为分子间作用力,单层上的碳原子除形成单键外,还形成大π键,B符合题意;
C.金刚石晶体中,每个碳原子形成4个σ键,采用sp3杂化,C不符合题意;
D.金刚石的结构为 ,由模型可知最小的环为六元环,D不符合题意;
故答案为B。
A.根据均摊法计算;
B.石墨单层上有大π键;
C.金刚石晶体中C为空间网状立体结构,是sp3杂化;
D.根据金刚石的结构分析。
15.D
A.氯化钠晶体中,距Na+最近的Cl-是6个,即钠离子的配位数是6,6个氯离子形成正八面体结构,故A不符合题意;
B.Ca2+位于晶胞顶点和面心,数目为8× +6× =4,即每个晶胞平均占有4个Ca2+,故B不符合题意;
C.6个碳原子形成一个环且不在同一平面上,故C不符合题意;
D.该气态团簇分子的分子含有4个E和4个F原子,则该气态团簇分子的分子式为E4F4或F4E4,故D符合题意;
故答案为:D。
A.根据晶胞图,距离最近的是面心,六个氯离子,形成正八面体
B.钙离子占据顶点和面心的位置,顶点占1/8,面心占1/2
C.金刚石晶胞中相连4个C形成四面体结构
D.分子团簇中个数不能约分是一个整体
16.C
A.HCl、HBr、HI是组成和结构相似的分子,分子间作用力越大,相应的物质的熔沸点越高,故A项不符合题意;
B.晶体硅、碳化硅、金刚石都属于原子晶体,原子晶体熔沸点与共价键能大小有关。金刚石C-C的键能大于碳化硅C-Si的键能大于晶体硅Si-Si的键能,因此晶体硅、碳化硅、金刚石的熔点依次升高,故B项不符合题意;
C.H2O的热稳定性大于是因为O的非金属性大于S,其对应的简单氢化物热稳定性:H2O>,氢键影响的是熔沸点的高低。故C项符合题意;
D.NH3分子是极性分子,与水分极性接近,根据相似相容的原理,溶解度大。而甲烷分子是非极性分子,溶解度小,因此在水中的溶解度大于在水中的溶解度与分子的极性有关,故D项不符合题意;
故答案为:C。
A.结构相似的分子晶体,分子间作用力越大,熔沸点越高;
B.共价晶体的键能越大,熔点越高;
C.氢键对物质的稳定性无影响;
D.根据相似相溶原理判断。
17.(1)非极性分子
(2)分子晶体
解:(1)XeF4分子中含有氙氟极性键,由于XeF4分子结构对称,分子是平面正方形结构,所以XeF4分子为非极性分子,故答案为:非极性分子;(2)根据晶胞结构可知,晶体是由分子构成的,所以是分子晶体,故答案为:分子晶体.
(1)非极性共价键为同种非金属元素的原子间形成共价键;极性共价键是由不同种非金属元素的原子间易形成的共价键;由极性键构成的分子,若结构对称,正负电荷的中心重合,则为非极性分子,否则,为极性分子;(2)根据晶胞结构图可知晶体的组成微粒为分子,故为分子晶体.
18.(1)Be>B>K;哑铃
(2)正四面体;sp3;ac
(3);3
(4)前三种为离子晶体,晶格能依次增大,后三种为分子晶体,分子间力依次增大
(5)50%;
⑴第一电离能从左到右增大,但第IIA大于第IIIA,第VA大于第VIA,从上到下递减,氟代硼酸钾中各元素原子的第一电离能大小顺序是F>O>Be>B>K,基态K+电子占据最高能级为p能级,其电子云轮廓图为哑铃形,故答案为>Be>B>K;哑铃。
⑵BH4-阴离子有4个σ键,因此中心原子的杂化形式为sp3,其空间构型是正四面体,Na+与BH4-形成离子键,BH4-内部有共价键和σ键,因此NaBH4中存在ac,故答案为正四面体;sp3;ac。
⑶BeCl2中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子存在的BeCl2的结构式为,根据Be原子的周围连接的氯原子得Be的配位数为3,故答案为;3。
⑷氟化物熔点变化的原因:前三种为离子晶体,晶格能依次增大,后三种为分子晶体,分子间力依次增大,故答案为前三种为离子晶体,晶格能依次增大,后三种为分子晶体,分子间力依次增大。
⑸根据结构看出氟离子在顶点、棱心、面心、体内,总共8个氟离子,F-形成的空隙有八个,而Ca2+占据了其中的四个,还有四个空隙是空的,因此空隙率是50%,若r(F-)=x pm,r(Ca2+)=y pm,根据图中得出体对角线为4 [r(F-)+ r(Ca2+)],晶胞中总共有4个钙离子,8个氟离子,因此CaF2的密度g·cm-3,故答案为。
(1)金属性越强,第一电离能越大,当最外层电子为半充满或者全充满则出现反常;
(2)杂化轨道=中心原子成键电子对数+孤电子对数,若杂化轨道数=2,为sp杂化,杂化轨道数=3,为sp2杂化,杂化轨道数=4,为sp3杂化;
杂化轨道数=2,为直线;
杂化轨道数=3,成键电子数=3,为三角形;
杂化轨道数=3,成键电子数=2,为V形;
杂化轨道数=4,成键电子数=4,为四面体;
杂化轨道数=4,成键电子数=3,为三角锥;
杂化轨道数=4,成键电子数=2,为V形;
(3)配位数的计算要结合周围原子进行判断;
(4)离子晶体的熔点受晶格能影响,分子晶体的熔点受分子间作用力影响;
(5)密度的计算要结合摩尔质量、体积、阿伏加德罗常数判断。
19.(1)1s22s22p63s23p63d24s2
(2)>;>;N原子中的2p轨道处于半充满状态,更稳定
(3)正四面体;sp3;ClO4﹣等
(4)12
(5) ﹣
解:(1)Ti原子核外电子数为22,根据能量最低原理,核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d24s2,
故答案为:1s22s22p63s23p63d24s2;(2)同周期自左而右元素电负性增大,故电负性C>B,N原子中的2p轨道处于半充满状态,更稳定,第一电离能高于同周期相邻元素的,故第一电离能N>O,
故答案为:>;>;N原子中的2p轨道处于半充满状态,更稳定;(3)SO42﹣中S原子孤电子对数= =0,价层电子对数=4+0=0,为正四面体结构,杂化轨道数目为4,S原子杂化方式为sp3;原子数目相同、价电子总数相同的微粒互为等电子体,SO42﹣的一种等电子体的化学式:ClO4﹣等,
故答案为:正四面体;sp3;ClO4﹣等;(4)CaTiO3的晶体结构中Ti4+位于立方体的顶点,由晶胞结构图可知,体心为Ca2+,面心为O2﹣,).该晶体中每个顶点Ti4+与面心的O2﹣相邻,每个顶点为8个晶胞共用,每个面为2个晶胞共用,晶体中,Ti4+和周围紧相邻O2﹣数目为 =12,
故答案为:12;(5)FexO晶体的晶胞结构为NaCl型,所以每个晶胞中含有4个O原子,有4个“FexO”,再根据m=ρV可知:4× g=5.71g cm﹣3×(4.28×10﹣8 cm)3,解得:x= ﹣ ,
故答案为: ﹣ .
(1)Ti原子核外电子数为22,根据能量最低原理书写核外电子排布式;(2)同周期自左而右元素电负性增大;N原子中的2p轨道处于半充满状态,更稳定,第一电离能高于同周期相邻元素的;(3)SO42﹣中S原子孤电子对数= =0,价层电子对数=4+0=0,杂化轨道数目为4,据此确定空间构型与杂化方式;原子数目相同、价电子总数相同的微粒互为等电子体;(4)CaTiO3的晶体结构中Ti4+位于立方体的顶点,由晶胞结构图可知,体心为Ca2+,面心为O2﹣,该晶体中每个顶点Ti4+与面心的O2﹣相邻,每个顶点为8个晶胞共用,每个面为2个晶胞共用;(5)FexO晶体的晶胞结构为NaCl型,所以每个晶胞中含有4个O原子,有4个“FexO”,再根据m=ρV计算.
20.(1)1∶1;N
(2)共价键;×
(3);4;12
(1) 晶胞中Ga原子数目=1+4×=2、N原子数目=1+8×=2,N、Ga原子的个数比为1∶1;N、Ga原子之间存在配位键,N原子含有孤电子对,Ga原子提供空轨道形成配位键,提供电子对的原子是N,故答案为:1∶1;N;
(2)磷化铝熔点为2000℃,且熔融时不导电,说明磷化铝为原子晶体,磷化铝晶体中磷与铝微粒间的相互作用为共价键;处于面对角线上相邻的2个Al原子之间距离最近,晶胞棱长等于二者最近距离的倍,设2个Al原子最近距离为a cm,则晶胞棱长=a cm。晶胞中,Al原子数目为4,P原子数目为8×+6×=4,晶胞质量=4×g=g,则g=(a cm)3×2.32 g/cm3,解得a=×,故答案为:共价键;×;
(3)由原子坐标,可知晶胞中B原子处于晶胞的顶点、面心位置,而As原子处于晶胞内部,处于B原子形成的正四面体体心位置,晶胞结构如图所示:(注:小球大小不代表原子半径大小),投影时顶点原子形成正方形的顶点,左、右侧面及前、后面的面心原子投影处于正方形棱心,而上、下底面面心原子投影重合处于正方形的中心,As原子投影处于原子处于正方形内部且处于正方形对角线上(As原子投影、上下底面面心B原子投影将对角线4等分),故砷化硼晶胞的俯视图为:;与砷原子紧邻的硼原子有4个;以顶点B原子研究,与之紧邻的硼原子处于面心,每个顶点为8个晶胞共用,每个面心为2个晶胞共用,与每个硼原子紧邻的硼原子有=12个,故答案为:;4;12。
(1)根据均摊法计算;含有孤电子对的原子和含有空轨道的原子之间易形成配位键;
(2)磷化铝为原子晶体;处于面对角线上相邻的2个Al原子之间距离最近;
(3)根据晶体的对称性结合晶胞中原子的分数坐标,B原子应占据顶点和面心,As原子应做四面体填隙,具体画出晶胞示意图。
21.(1)As
(2)
(3)高于;H2O和AsH3均为分子晶体,H2O分子之间存在氢键和分子间作用力,而AsH3只存在分子间作用力,故H2O的沸点高于AsH3的沸点;三角锥形;弱酸;三元;7:1
(4)As2O3+12HCl+6Zn=6ZnCl2+2AsH3↑+3H2O
(1)由上述分析可知,X为As元素;
(2)Y元素为O元素,原子序数为8,核内8个质子,核外8个电子,其电子排布式为1s22s22p4,L层电子的电子排布图为 ;
(3)①X为As元素,Y为O元素,Z为H元素,则Z2Y为H2O,XZ3为AsH3,H2O和AsH3均为分子晶体,H2O分子之间存在氢键和分子间作用力,而AsH3只存在分子间作用力,故H2O的沸点高于AsH3的沸点;
②X为As元素,Z为H元素,化合物XZ3为AsH3,As原子的价层电子对数=3+ =3+1=4,As原子采取sp3杂化且有一对孤电子对,由VSEPR理论可知,其空间构型为四面体,AsH3的立体构型为三角锥形;
③X为As元素,Y为O元素,Z为H元素,化合物 为H3AsO4,根据N、P、As属于同主族元素,从上往下,非金属性减弱,最高价氧化物对应水化物酸性减弱,酸性HNO3>H3PO4>H3AsO4,由HNO3为强酸,H3PO4为中强酸知,H3AsO4为弱酸;由H3AsO4的结构式 可知,该结构中有三个羟基,为三元酸;且单键全是 键,双键中有一根 键和一根 键,即H3AsO4中 键与 键的数目之比为7:1;
(4)X为As元素,Y为O元素,化合物X2Y3为As2O3,与锌、盐酸混合,发生氧化还原反应生成氯化锌、水和AsH3,其化学方程式为As2O3+12HCl+6Zn=6ZnCl2+2AsH3↑+3H2O。
根据给出的信息可知:X为As,Y为O,Z为H
(1)根据给出信息即可写出X的元素符号
(2)根据Y的符号即可判断出Y的电子数即可写出电子的排布式
(3)①写出化学式进行判断即可
②写出化学式,根据成键进行判断即可
③写出化学式进行判断即可,结合分子式写出结构式即可计算出 键与 键的数目之比
(4)根据反应物和生成物即可写出方程式
22.(1)C<O<N<F;Cl-
(2)A;C
(3)Mn2+的3d轨道电子排布为半满状态,比较稳定
(4)2
(5)Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-
由元素在周期表的位置可知,a-p各元素分别是H、Li、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Mn、Fe;
(1)c、d、e、f分别为C、O、N、F,同周期自左而右第一电离能呈增大趋势,故第一电离能大小为:C<O<N<F;l为Cl,n为K元素,电子层数相同时原子序数越大离子半径越小,则离子半径较大的是Cl-;
(2)A.燃放焰火即金属的焰色是由于激发态电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低轨道时,能量以可见光的形式释放,故A正确;
B.棱镜分出的光是折射造成的,与电子跃迁无关,故B不正确;
C.霓虹灯射出五颜六色的光是由于电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道,以光的形式释放能量,故C正确;
(3)由Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态,需要的能量较多,而Fe2+到Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态,需要的能量相对要少,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难,故答案为:Mn2+的3d轨道电子排布为半满状态,比较稳定;
(4)同周期自左而右电负性增强,第三周期中Cl元素的电负性最大,氯气常温下为气体,比氩气的相对分子质量大,熔点仅高于氩气,故2代表氯元素;
(5)该元素第四电离能剧增,说明该元素原子最外层电子数为3,所以该元素为Al元素,氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水,反应离子方程式为:Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-。
(1)同一周期从左往右第一电离能整体呈现逐渐增大的趋势,但是第ⅤA族的比第ⅥA族的要大;
(2)棱镜分出的光是折射造成的,与电子跃迁无关;
(3)Mn2+的价层电子排布式为3d54s2,3d轨道处于半满状态,Mn原子失去2个电子后,在要是去3d轨道上的电子比较困难;
(4)第三周期的元素的单质的晶体有金属晶体、共价晶体和分子晶体,分子晶体的熔沸点低于前两种的熔沸点,沸点最低的是Ar,其次是Cl2,电负性最大的是Cl;
(5)从图可知该原子的最外层电子数是3,是Al,Al(OH)3和NaOH反应生成偏铝酸钠和水。